一种萘酰肼类有机凝胶因子及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种萘酰肼类有机凝胶因子及其制备方法与应用，萘酰肼类有机凝胶因子的结构式如下所示：其中，n＝4

【技术实现步骤摘要】
一种萘酰肼类有机凝胶因子及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于超分子化学
，涉及一种萘酰肼类有机凝胶因子及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]氟作为一种人体必需的微量元素，在生命过程中发挥着重要作用，例如它可以用于牙齿护理和骨质疏松症的临床治疗，但过量的氟离子会导致氟斑牙，甚至导致氟中毒。因此，对环境、食品和药品中的氟离子进行检测具有重要意义。传统的氟离子分析方法如离子选择性电极和离子色谱等存在灵敏度低、成本高和程序复杂等缺点，且对氟离子刺激响应材料的研究多局限在溶液中，极大的限制了它的应用范围。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是提供一种萘酰肼类有机凝胶因子及其制备方法与应用，用于现有氟检测灵敏度低、成本高和程序复杂的问题。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种萘酰肼类有机凝胶因子，N'
‑
[4
‑
(烷氧基)苯甲酰基]萘
‑1‑
甲酰肼(简写为D
n
，n＝4
‑
18)，其结构式如下所示：
[0006][0007]其中，n＝4
‑
18。
[0008]一种萘酰肼类有机凝胶因子的制备方法，包括：将对烷氧基苯甲酸与缩合剂配制成混合溶液，再加入萘甲酰肼并进行缩合反应，经分离纯化后即得到所述的萘酰肼类有机凝胶因子。
[0009]进一步地，所述的缩合剂包括EDCl与HOBt，对烷氧基苯甲酸、EDCl、HOBt、萘甲酰肼之间的摩尔比为5:(6
‑
10):(8
‑
12):(4
‑
6)；
[0010]所述的混合溶液中，溶剂包括二氯甲烷与乙醇中的至少一种。
[0011]进一步地，所述的缩合反应中，反应温度为18
‑
35℃，反应时间为24
‑
36h；所述的分离纯化包括萃取与柱层析分离。
[0012]进一步地，所述的对烷氧基苯甲酸的制备方法包括以下步骤：
[0013]1)将对羟基苯甲酸甲酯、K2CO3、烷基溴于有机溶剂中混合，并在70
‑
90℃下反应7
‑
10h，再依次经过滤、萃取、柱层析分离后，得到对烷氧基苯甲酸甲酯；
[0014]2)将对烷氧基苯甲酸甲酯、NaOH、H2O于有机溶剂中混合，并在60
‑
70℃下反应5
‑
8h，冷却后调节pH至1
‑
2，再倒入冷水中，收集絮状沉淀，干燥后，即得到所述的对烷氧基苯
甲酸。
[0015]进一步地，步骤1)中，所述的对羟基苯甲酸甲酯、K2CO3、烷基溴的摩尔比为1:(0.8
‑
1.2):(0.8
‑
1.2)；
[0016]所述的有机溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺。
[0017]进一步地，步骤2)中，所述的对烷氧基苯甲酸甲酯、NaOH、H2O的投料比为1g:(0.3
‑
0.5)g:(2
‑
3)mL；
[0018]所述的有机溶剂包括二氯甲烷与乙醇以体积比1:(0.8
‑
1.2)组成的混合液。
[0019]一种萘酰肼类有机凝胶因子的应用，具体为，所述的萘酰肼类有机凝胶因子用于制备具有氟离子响应性的有机凝胶。
[0020]进一步地，所述的有机凝胶的制备方法为：将萘酰肼类有机凝胶因子与有机溶剂混合，并在密封状态下加热溶解，冷却后，即得到所述的具有氟离子响应性的有机凝胶；所述的加热溶解中，加热温度在80℃以上。
[0021]进一步地，当n＝12时，所述的萘酰肼类有机凝胶因子在甲醇中的临界凝胶浓度为1.9
×
10
‑2mol/L，相转变温度为62℃，成胶时间为3分钟；
[0022]所述的萘酰肼类有机凝胶因子在乙醇中的临界凝胶浓度为2.0
×
10
‑2mol/L，相转变温度为40℃，成胶时间为8分钟；
[0023]所述的萘酰肼类有机凝胶因子在丙醇中的临界凝胶浓度为3.2
×
10
‑2mol/L，相转变温度为32℃，成胶时间为5分钟；
[0024]所述的萘酰肼类有机凝胶因子在正丁醇中的临界凝胶浓度为5.0
×
10
‑2mol/L，相转变温度为26℃，成胶时间为9分钟；
[0025]所述的萘酰肼类有机凝胶因子在异丁醇中的临界凝胶浓度为6.8
×
10
‑2mol/L，相转变温度为26℃，成胶时间为9分钟；
[0026]所述的萘酰肼类有机凝胶因子在四氢呋喃中的临界凝胶浓度为1.9
×
10
‑2mol/L，相转变温度为50℃，成胶时间为6分钟；
[0027]所述的萘酰肼类有机凝胶因子在乙腈中的临界凝胶浓度为1.9
×
10
‑2mol/L，相转变温度为54℃，成胶时间为5分钟。
[0028]与现有技术相比，本专利技术中萘酰肼类有机凝胶分子结构中的萘环间具有较强的π
‑
π相互作用力，能够使多种有机溶剂形成稳定凝胶，且本专利技术制备工艺简单，反应条件温和；所得萘酰肼类有机凝胶因子以萘基团作为π
‑
π堆积基团，酰肼键作为氢键链接基团和亲水基团，烷氧基作为疏水基团，通过氢键作用(酰肼基团之间的分子间氢键为主)、配位作用、疏水作用、π
‑
π堆积作用、范德华力等非共价键作用力自组装形成三维网状结构，能够与甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、四氢呋喃、乙腈等多种有机溶剂形成凝胶，在甲醇溶液中凝胶能力最好；并在凝胶状态下，呈现出规则的片状结构，对氟离子具有显著的特异性响应，以及方便快捷的肉眼检测效果，并具有热可逆性、自修复性、低毒性、稳定性好、易于储存携带、使用方便等优点，作为一种具有广阔应用前景的智能型材料，在氟离子检测方面表现出明显的优势，并且可以实现准固态氟离子的检测。
附图说明
[0029]图1为本专利技术萘酰肼类有机凝胶因子的合成路线图；
[0030]图2为实施例2中所制备的N'
‑
[4
‑
(十二烷氧基)苯甲酰基]萘
‑1‑
甲酰肼的核磁共振氢谱图；
[0031]图3为实施例4中所制备的具有氟离子响应性的D
12
‑
甲醇凝胶的扫描电镜图；
[0032]图4为实施例4中所制备的具有氟离子响应性的D
12
‑
甲醇凝胶的红外光谱图；
[0033]图5为实施例5中F
‑
、Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
和CH3COO
‑
掺入后D
12
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种萘酰肼类有机凝胶因子，其特征在于，该萘酰肼类有机凝胶因子的结构式如下所示：其中，n＝4
‑
18。2.如权利要求1所述的一种萘酰肼类有机凝胶因子的制备方法，其特征在于，该方法包括：将对烷氧基苯甲酸与缩合剂配制成混合溶液，再加入萘甲酰肼并进行缩合反应，经分离纯化后即得到所述的萘酰肼类有机凝胶因子。3.根据权利要求2所述的一种萘酰肼类有机凝胶因子的制备方法，其特征在于，所述的缩合剂包括EDCl与HOBt；所述的对烷氧基苯甲酸、EDCl、HOBt、萘甲酰肼之间的摩尔比为5:(6
‑
10):(8
‑
12):(4
‑
6)；所述的混合溶液中，溶剂包括二氯甲烷与乙醇中的至少一种。4.根据权利要求2所述的一种萘酰肼类有机凝胶因子的制备方法，其特征在于，所述的缩合反应中，反应温度为18
‑
35℃，反应时间为24
‑
36h。5.根据权利要求2所述的一种萘酰肼类有机凝胶因子的制备方法，其特征在于，所述的对烷氧基苯甲酸的制备方法包括以下步骤：1)将对羟基苯甲酸甲酯、K2CO3、烷基溴于有机溶剂中混合，并在70
‑
90℃下反应7
‑
10h，再依次经过滤、萃取、柱层析分离后，得到对烷氧基苯甲酸甲酯；2)将对烷氧基苯甲酸甲酯、NaOH、H2O于有机溶剂中混合，并在60
‑
70℃下反应5
‑
8h，冷却后调节pH至1
‑
2，再倒入冷水中，收集絮状沉淀，干燥后，即得到所述的对烷氧基苯甲酸。6.根据权利要求5所述的一种萘酰肼类有机凝胶因子的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的对羟基苯甲酸甲酯、K2CO3、烷基溴的摩尔比为1:(0.8
‑
1.2):(0.8
‑
1.2)；所述的有机溶剂包括N...

【专利技术属性】
技术研发人员：周义锋，王俊俊，陈鑫，郭春梅，王妍，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：