一种热响应硅烷偶联剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及化学合成技术领域，具体为一种热响应硅烷偶联剂及其制备方法。该热响应硅烷偶联剂具有式I的结构：X:为乙氧基或甲氧基；Y:为3

【技术实现步骤摘要】
一种热响应硅烷偶联剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化学合成
，具体为一种热响应硅烷偶联剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]硅烷偶联剂是一类具有有机官能团的硅烷，通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起＂分子桥＂，用作高分子复合材料的主要助剂之一。近年来，以硅烷偶联剂为前驱体，采用溶胶凝胶法制备得到的介孔二氧化硅，因其表面易修饰、介孔孔径大、粒径可控、稳定性好、生物相容性好、毒性低等优点，在生物医药领域具有广泛的应用。
[0003]然而，以介孔二氧化硅为载体，当其发挥功能后会蓄积在人体的组织器官中，长期累积会引发炎症等各种毒副作用。使得生物安全性得不到解决。因此，如何从根本上对硅基载体进行改进，解决其安全问题，对于进一步拓展二氧化硅材料的适应临床应用具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种热响应硅烷偶联剂具有式I的结构：
[0005][0006]X:为乙氧基或甲氧基；
[0007]Y:为3
‑
巯基丙基或3
‑
氨基丙基；
[0008]R:为R:为中的一种。
[0009]一种热响应硅烷偶联剂的制备方法，包括以下：
[0010]S10、制备酰化偶氮引发剂，所述酰化偶氮引发剂具有式II的结构：
[0011][0012]S20、将所述酰化偶氮引发剂、硅烷偶联剂溶于有机试剂得到混合液；
[0013]S30、将所述混合液搅拌、浓缩干燥得到所述热响应硅烷偶联剂。
[0014]偶氮引发剂是一类分子结构中含有氮氮双键的自由基引发剂，其中R
‑
N键为弱键，极易断裂形成烷基自由基。通过对偶氮引发剂进行修饰，制备得到一种两端含有硅烷氧基的热响应硅烷偶联剂(如式(I)所示)。以该硅烷偶联剂与正硅酸乙酯协同水解可得到具有热响应的介孔二氧化硅。一方面硅烷偶联剂中的偶氮基团可发生热分解，产生的烷基自由基可杀灭细菌或肿瘤细胞，另一方面介孔二氧化硅发生结构的分解，发挥药物载体的功能后，可以排出体外，降低了载体的生物毒性。
[0015]优选的，所述S10包括：
[0016]S11、将偶氮引发剂和三乙胺溶于有机试剂；
[0017]S12、在所述S11最终溶液滴加丙烯酰氯的有机试剂；
[0018]S13、冰水浴搅拌反应；
[0019]S14、将所述S13最终溶液碱液清洗，洗去除未反应物质，浓缩提纯，重结晶得到酰化偶氮引发剂。
[0020]优选的，所述氮引发剂、丙烯酰氯和三乙胺的摩尔比为0.1
‑
1:3:3.6。
[0021]优选的，所述偶氮引发剂为含有活泼氢一类偶氮引发剂。
[0022]优选的，所述S13的反应条件为：反应温度
‑
10℃
‑
5℃，时间12～24h，反应在氮气氛围保护下进行。
[0023]优选的，所述有机溶剂为氯仿、二氯甲烷、N,N
‑
二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜、乙醇、甲醇中的一种或多种。
[0024]优选的，所述酰化偶氮引发剂：硅烷偶联剂的摩尔比为1：1
‑
10。
[0025]优选的，所述硅烷偶联剂为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷，3
‑
巯基丙基三乙氧基硅烷，3
‑
氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
[0026]上述的热响应硅烷偶联剂，应用在生物和医药领域。
[0027]有益效果
[0028]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：
[0029]1、本专利技术制备得到的热响应硅烷偶联剂含有R
‑
N＝N
‑
R键，能在一定温度下分解，具有热降解的性质。
[0030]2、本专利技术制备得到的热响应硅烷偶联剂热分解产生烷基自由基，具有抑菌杀菌的作用。
[0031]3、本专利技术制备得到的热响应硅烷偶联剂的合成工艺操作简单，没有产生有毒副产物，合成原料价格低廉。
[0032]综上所述制备得到的热响应硅烷偶联剂具有优越的热降解和杀菌效果，有望实现治疗细菌感染，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0033]图1为本专利技术制备得到的一种中间体酰化VA
‑
044的核磁氢谱；
[0034]图2为本专利技术制备得到的一种热响应硅烷偶联剂的核磁氢谱；
[0035]图3为本专利技术制备得到的一种抗菌硅烷偶联剂制成介孔二氧化硅的扫描电镜图。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]本专利技术的热响应硅烷偶联剂，其组装过程如下，首先将偶氮引发剂与丙烯酰氯发生酰化反应，再将反应中间体与硅烷偶联剂发生亲核加成反应，得到热响应硅烷偶联剂。后续可根据本专利技术得到的热响应硅烷偶联剂构建二氧化硅，凝胶等多功能纳米平台。
[0038]一种热响应硅烷偶联剂的制备方法，包括如下步骤：
[0039](1)将偶氮引发剂和三乙胺溶于有机试剂加入到三口烧瓶中，然后滴加溶于有机试剂的丙烯酰氯，冰水浴搅拌反应12～24h，反应需在氮气氛围保护下进行；反应结束后溶液碱洗去除未反应物质，浓缩提纯，重结晶得到酰化偶氮引发剂，
[0040](2)将酰化偶氮引发剂和一般硅烷偶联剂溶于有机试剂混合加入单口烧瓶，室温下搅拌反应4～8h，浓缩干燥得到热响应硅烷偶联剂，
[0041]在(1)步骤中，所诉偶氮引发剂为V
‑
50，VA
‑
044，VA
‑
064B,V
‑
501,VA
‑
060，VA
‑
061,VA
‑
057,VA
‑
080,VA
‑
086等含有活泼氢一类偶氮引发剂；所述偶氮引发剂、丙烯酰氯和三乙胺的摩尔比为x:3:3.6(x范围在0.1
‑
1)；所述碱液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的一种或几种的混合物；所述有机溶剂为氯仿，二氯甲烷，N,N
‑
二甲基甲酰胺，四氢呋喃，二甲基亚砜，乙醇，甲醇。
[0042]在(2)步骤中，所述酰化偶氮引发剂：硅烷偶联剂的摩尔比为1：y(y范围在1
‑
10)；硅烷偶联剂为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷，3
‑
巯基丙基三乙氧基硅烷，3
‑
氨基丙基三甲氧基硅烷等；溶解酰化偶氮引发剂有机溶剂为氯仿，二氯甲烷，N,N
‑
二甲基甲酰胺，四氢呋喃，二甲基亚砜，乙醇，甲醇等。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热响应硅烷偶联剂，其特征在于，所述热响应硅烷偶联剂具有式I的结构：X:为乙氧基或甲氧基；Y:为3
‑
巯基丙基或3
‑
氨基丙基；R:为R:为中的一种。2.如权利要求1所述的一种热响应硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于，包括以下：S10、制备酰化偶氮引发剂，所述酰化偶氮引发剂具有式II的结构：S20、将所述酰化偶氮引发剂、硅烷偶联剂溶于有机试剂得到混合液；S30、将所述混合液搅拌、浓缩干燥得到所述热响应硅烷偶联剂。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S10包括：S11、将偶氮引发剂和三乙胺溶于有机试剂；S12、在所述S11最终溶液滴加丙烯酰氯的有机试剂；S13、冰水浴搅拌反应；S14、将所述S13最终溶液碱液清洗，浓缩提纯，重结晶得到酰化偶氮引发剂。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述偶氮引发剂、丙烯酰氯和三乙胺的摩尔比为0.1
‑
1:3:3.6。5.如权利要求3所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱家盛，班成洋，曹明，夏茹，陈鹏，伍斌，苗继斌，葛倩倩，郑争志，苏丽芬，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：