一种具有晶体学结构的水溶性金纳米团簇及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有晶体学结构的水溶性金纳米团簇及其制备方法。本发明专利技术使用2

【技术实现步骤摘要】
一种具有晶体学结构的水溶性金纳米团簇及其制备方法


[0001]本专利技术属于纳米团簇和配位化学交叉领域，具体涉及一种具有晶体学结构的水溶性金纳米团簇及其制备方法。

技术介绍

[0002]水溶性金纳米团簇具有无毒、生物相容性好、超分子组装形式多样等固有优势，有望弥补有机可溶性币金属纳米团簇在水相应用中的不足。几十年来，人们利用含羧基的硫醇配体(谷胱甘肽、牛血清白蛋白、半胱氨酸、卡托普利、11
‑
巯基十六烷酸、16
‑
巯基十六烷酸、6
‑
巯基己酸、巯基苯甲酸等)制备了大量水溶性币金属纳米团簇，其中一些已应用于传感器和生物学领域。阐明水溶性币金属纳米团簇的化学组成的努力一直在向前推进。质谱分析、核磁共振光谱以及时间依赖性密度函数理论被用来提供可能的结构信息。
[0003]然而，目前水溶性金纳米团簇的发展较为滞后。尽管取得了许多进展，但由于水溶性金纳米团簇在结晶方面存在难以克服的障碍，这可能是由于
‑
COOH的弱电离性质的固有结构特征，导致金纳米团簇的溶解度高度依赖于外部因素(温度、pH、离子强度等)，从而导致无法在原子水平上分离和揭示由硫醇配体稳定的水溶性金纳米团簇的晶体结构，这严重阻碍了全面研究水溶性金纳米团簇的结构与性能的关系。中国专利文献CN101406961A公开了一种金纳米团簇制备方法。该专利技术方法如下：将甲醇与Au
3+
化合物混合后加入巯基有机物的水溶液，然后加入NaBH4水溶液，得到混合物，分别用甲醇水溶液和去离子水离心洗涤混合物，最后在干燥温度为30～70℃、真空度为1～10
‑3Pa的条件下干燥6～18小时，即得水溶性金纳米团簇。中国专利文献CN105772742A公开了一种荧光金纳米团簇的制备方法和应用，是将1
‑
8份浓度为5
‑
500mmol/L的2
‑
巯基
‑5‑
苯并咪唑磺酸钠水溶液和1
‑
5份浓度为5
‑
500mmol/L氯金酸水溶液混合搅拌1
‑
30分钟，再加入体积份数1
‑
5份的0.1
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1mol/L氢氧化钠水溶液，继续搅拌10
‑
50分钟，干燥后得到荧光金纳米团簇。但上述专利均无法获得单一晶体结构的金纳米团簇，更没有确定其晶体结构，这严重限制研究水溶性金纳米团簇的结构以及荧光性质的构效关系。
[0004]因此，发展新的合成策略，优化水溶性金纳米团簇的合成工艺，优化结晶工艺，这对水溶性金纳米团簇的后期应用至关重要。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种具有晶体学结构的水溶性金纳米团簇及其制备方法。本专利技术使用2
‑
巯基烟酸、6
‑
巯基烟酸或6
‑
巯基苯甲酸作为保护配体分别合成了具有单一晶体结构的水溶性Au
25
纳米团簇，并确定了其的单晶结构。本专利技术中的方法简便、反应条件易于实现，并且获得了具有单一晶体结构的金纳米团簇，同时获得了其精确的单晶结构，对于分析荧光和结构的相关性十分重要；本专利技术获得的金纳米团簇在近红外发光，近红外对于生物组织具有更深层的渗透，在生物医学领域具有很大的应用潜力。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术目的之一在于提供一种具有晶体学结构的水溶性金纳米团簇，所述金纳米团簇是硫醇配体保护的Au
25
纳米团簇；所述硫醇配体为2
‑
巯基烟酸(2
‑
H2mna)、6
‑
巯基烟酸(6
‑
H2mna)或6
‑
巯基苯甲酸(p
‑
mba)。
[0008]根据本专利技术优选的，所述金纳米团簇的分子式为Au
25
(2
‑
Hmna)
15
、Au
25
(6
‑
Hmna)
18
或Au
25
(p
‑
mba)
18
。
[0009]本专利技术目的之二在于提供一种具有晶体学结构的水溶性金纳米团簇的制备方法，包括步骤：
[0010](1)将氯金酸溶于乙醇中，滴加巯基噻吩，经搅拌反应后，过滤、洗涤、干燥得到硫金前驱体Au(tht)Cl；
[0011](2)将硫金前驱体Au(tht)Cl、硫醇配体，三乙胺充分分散于极性溶剂中，加入硼氢化钠，经搅拌反应，得到水溶性金纳米团簇。
[0012]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，巯基噻吩为2
‑
巯基噻吩或3
‑
巯基噻吩。
[0013]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，氯金酸的摩尔量和乙醇的体积比为0.1
‑
0.5mol/L。
[0014]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，氯金酸与巯基噻吩的摩尔比为(1:0.2)～(1:1)。
[0015]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，巯基噻吩的滴加是于搅拌条件下进行。
[0016]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，搅拌反应温度为室温，搅拌反应时间为1
‑
3h。
[0017]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，洗涤是依次使用乙醇、乙醚洗涤。
[0018]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，硫醇配体为2
‑
巯基烟酸(2
‑
H2mna)、6
‑
巯基烟酸(6
‑
H2mna)或6
‑
巯基苯甲酸(p
‑
mba)。
[0019]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，Au(tht)Cl与硫醇配体的摩尔比为(1:1)～(1:4)。
[0020]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，Au(tht)Cl与三乙胺的摩尔比的(1:18)～(1:25)。
[0021]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，Au(tht)Cl与硼氢化钠的摩尔比的(1:1)～(1:5)。
[0022]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，极性溶剂为水；Au(tht)Cl的摩尔量和极性溶剂的体积比为0.001
‑
0.01mol/L。
[0023]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，搅拌反应温度为室温，搅拌反应时间为10
‑
12h。
[0024]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，反应所得反应液于黑暗环境下室温缓慢挥发溶剂即得到水溶性金纳米团簇。
[0025]本专利技术的技术特点及有益效果如下：
[0026]1、本专利技术使用2
‑
巯基烟酸、6
‑
巯基烟酸或6
‑
巯基苯甲酸作为保护配体合成了水溶性Au
25
纳米团簇，并确定了其的单晶结构。值得说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有晶体学结构的水溶性金纳米团簇，其特征在于，所述金纳米团簇是硫醇配体保护的Au
25
纳米团簇；所述硫醇配体为2
‑
巯基烟酸(2
‑
H2mna)、6
‑
巯基烟酸(6
‑
H2mna)或6
‑
巯基苯甲酸(p
‑
mba)。2.根据权利要求1所述具有晶体学结构的水溶性金纳米团簇，其特征在于，所述金纳米团簇的分子式为Au
25
(2
‑
Hmna)
15
、Au
25
(6
‑
Hmna)
18
或Au
25
(p
‑
mba)
18
。3.如权利要求1或2任意一项所述具有晶体学结构的水溶性金纳米团簇的制备方法，包括步骤：(1)将氯金酸溶于乙醇中，滴加巯基噻吩，经搅拌反应后，过滤、洗涤、干燥得到硫金前驱体Au(tht)Cl；(2)将硫金前驱体Au(tht)Cl、硫醇配体，三乙胺充分分散于极性溶剂中，加入硼氢化钠，经搅拌反应，得到水溶性金纳米团簇。4.根据权利要求3所述具有晶体学结构的水溶性金纳米团簇的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，包括以下条件中的一项或多项：i、巯基噻吩为2
‑
巯基噻吩或3
‑
巯基噻吩；ii、氯金酸的摩尔量和乙醇的体积比为0.1
‑
0.5mol/L；iii、氯金酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙頔，田伟东，孙盼盼，王芝，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：