一种戊烯酸-异丙基丙烯酰胺共聚物修饰超小金纳米材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种戊烯酸

【技术实现步骤摘要】
一种戊烯酸
‑
异丙基丙烯酰胺共聚物修饰超小金纳米材料及制备方法


[0001]本专利技术属于纳米材料制备与合成
，具体涉及一种戊烯酸
‑
异丙基丙烯酰胺共聚物修饰超小金纳米材料及制备方法。

技术介绍

[0002]异丙基丙烯酰胺是一种温敏性化合物，在温度较高时，其呈现出疏水性，在温度较低时其呈现出亲水性，利用其这一特点，可将其通过聚合反应制备成温敏性高分子。经过修饰的聚异丙基丙酰胺可以通过自组装的方式与其它高分子在水中一同形成胶束。目前的研究已经表明这一类的胶束能够抑制Aβ蛋白和Amylin蛋白等蛋白质的错误折叠与纤维化(Angew Chem Int Ed Engl.2014；53(34):8985
–
90，ACS Macro Lett.2021；10(6):662
–
70.)，而Aβ蛋白和Amylin蛋白等蛋白质的错误折叠与纤维化已经被证明与阿尔兹海默症和二型糖尿病等蛋白质构象病密切相关。
[0003]金纳米团簇通常由几个到几百个金原子组成的核以及表面的配体组成，其尺寸大多在1
‑
3nm左右，其尺寸与电子的费米波长接近，其结构更接近于分子而非金属，故能让体现出许多金纳米粒子所不具有的优点，其在光学、催化、传感、医药等领域表现出了极大的潜力。现有的研究表明，小粒径的金纳米团簇能够有效的抑制Aβ蛋白的错误折叠与纤维化，而较大粒径的金纳米粒子则无法实现上述功能。
[0004]目前已有多种制备金纳米团簇的方法，但其制备得到的金纳米团簇表面修饰的配体往往是小分子，以高分子为配体制备粒径小于2nm的超小粒径金纳米团簇的方法目前尚未有报道。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种戊烯酸
‑
异丙基丙烯酰胺共聚物修饰超小金纳米材料及制备方法。
[0006]本专利技术采用2
‑
(十二烷基硫基硫代羰基硫基)
‑2‑
甲基丙酸作为高分子的端基，后使用硼氢化钠将高分子端基予以还原得到巯基，进而通过巯基将高分子与金结合。本专利技术中制备的金纳米团簇的高分子配体尽在端基通过金硫键与金核结合，故金核的表面结构较为清洗，同时一根高分子链段与金核表面仅有一个结合位点。有效解决了现有高分子往往没有利用端基与金团簇配位结合，故金核的表面结构往往未知，且存在一根高分子链段与金核表面多个位点结合的可能的技术问题。
[0007]本专利技术在通过硼氢化钠还原高分子端基得到巯基以后，通过稀盐酸除去了硼氢化钠，并在碱性条件下让巯基与氯金酸间相互作用，得到一价金络合物，随后让一价金络合物再次与硼氢化钠反应，避免了三价金与硼氢化钠的直接接触，使得反应产物中尺寸较大的金纳米粒子的量大大减少。进而，有效解决了现有高分子修饰的金纳米团簇的制备过程中通常将氯金酸与高分子混合后，再加入硼氢化钠溶液，这会导致三价金与硼氢化钠间的接
触，往往容易导致反应产物中存在尺寸较大的金纳米粒子，且难以去除的问题。
[0008]本专利技术提供的技术方案如下：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种戊烯酸
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异丙基丙烯酰胺共聚物修饰超小金纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一：戊烯酸与异丙基丙烯酰胺共聚物的制备
[0011](1)将N
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异丙基丙烯酰胺、4
‑
戊烯酸、2
‑
(十二烷基硫基硫代羰基硫基)
‑2‑
甲基丙酸以及偶氮二异丁腈，溶解于有机溶剂中，得到溶液A；
[0012](2)将溶液A多次循环冷冻
‑
抽气
‑
融化后，充入惰性气体；
[0013](3)搅拌加热反应至完全，滴加碱性溶液得到溶液B；
[0014](4)将溶液B进行透析，再经冻干得到戊烯酸与异丙基丙烯酰胺共聚物；
[0015]步骤二：戊烯酸与异丙基丙烯酰胺共聚物修饰的超小粒径金纳米晶材料的制备
[0016](1)取戊烯酸与异丙基丙烯酰胺共聚物溶于冰水中，在冰浴的环境下加入还原剂，反应至完全；
[0017](2)在冰浴条件下，向步骤(1)的溶液中滴加酸至没有新的气泡产生，再用碱液将pH调节至10；
[0018](3)在冰浴条件下，向步骤(2)的溶液中加入氯金酸的水溶液，反应至完全；
[0019](4)在冰浴条件下，向步骤(3)的溶液中加入还原剂，反应至完全；
[0020](5)将步骤(4)的溶液进行透析，再经冻干即得。
[0021]进一步，所述步骤一(1)中，N
‑
异丙基丙烯酰胺、4
‑
戊烯酸、2
‑
(十二烷基硫基硫代羰基硫基)
‑2‑
甲基丙酸和偶氮二异丁腈的摩尔比250
‑
350:60
‑
100:16
‑
24:3
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5。
[0022]进一步，所述步骤一(2)中，循环次数为3
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5次。
[0023]进一步，所述步骤一(3)中，加热反应温度为60
‑
80℃，搅拌速度为1200
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1800r/min。
[0024]进一步，所述步骤一(4)中，透析的截留分子量为不超过1000Da。
[0025]进一步，所述步骤二中，还原剂为硼氢化钠的水溶液，浓度为0..08
‑
0.12mol/L。
[0026]进一步，所述步骤二(1)中，戊烯酸与异丙基丙烯酰胺共聚物：还原剂为1g：1
‑
1.5mmol。
[0027]进一步，所述步骤二(3)中，氯金酸溶液的质量分数为1.5
‑
2.5％；所述步骤二(3)、(4)中，氯金酸溶液：戊烯酸与异丙基丙烯酰胺共聚物：还原剂为1ml：0.1
‑
0.3g：0.1
‑
0.3ml。
[0028]进一步，所述步骤二(5)中，透析的截留分子量为30000
‑
40000Da。
[0029]反应路径如下：
[0030][0031]第二方面，本专利技术提供利用第一方面所述方法制备的戊烯酸
‑
异丙基丙烯酰胺共
聚物修饰超小金纳米材料。
[0032]本专利技术的有益效果如下：
[0033](1)本专利技术采用2
‑
(十二烷基硫基硫代羰基硫基)
‑2‑
甲基丙酸作为高分子的端基，后使用硼氢化钠将高分子端基予以还原得到巯基，进而与超小粒径的金核结合，实现了一根高分子链段与金核表面仅有一个结合位点；
[0034](2)制备的戊烯酸与异丙基丙烯酰胺共聚物具有酰胺基和羧基支链结构，可以有效提高分子间的分散性，利于控制粒径；
[0035](3)所述方法先在碱性环境下让巯基与氯金酸间相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种戊烯酸
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异丙基丙烯酰胺共聚物修饰超小金纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：戊烯酸与异丙基丙烯酰胺共聚物的制备(1)将N
‑
异丙基丙烯酰胺、4
‑
戊烯酸、2
‑
(十二烷基硫基硫代羰基硫基)
‑2‑
甲基丙酸以及偶氮二异丁腈，溶解于有机溶剂中，得到溶液A；(2)将溶液A多次循环冷冻
‑
抽气
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融化后，充入惰性气体；(3)搅拌加热反应至完全，滴加碱性溶液得到溶液B；(4)将溶液B进行透析，再经冻干得到戊烯酸与异丙基丙烯酰胺共聚物；步骤二：戊烯酸与异丙基丙烯酰胺共聚物修饰的超小粒径金纳米晶材料的制备(1)取戊烯酸与异丙基丙烯酰胺共聚物溶于冰水中，在冰浴的环境下加入还原剂，反应至完全；(2)在冰浴条件下，向步骤(1)的溶液中滴加酸至没有新的气泡产生，再用碱液将pH调节至10；(3)在冰浴条件下，向步骤(2)的溶液中加入氯金酸的水溶液，反应至完全；(4)在冰浴条件下，向步骤(3)的溶液中加入还原剂，反应至完全；(5)将步骤(4)的溶液进行透析，再经冻干即得。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤一(1)中，N
‑
异丙基丙烯酰胺、4
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戊烯酸、2
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(十二烷基硫基硫代羰基硫基)
‑2‑
甲基丙酸和偶氮二异丁腈的摩尔比为250
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350:60
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【专利技术属性】
技术研发人员：高冠斌，余良翀，万权，孙涛垒，杨进，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：