[發明專利]一種具有規則排列吡啶及其衍生物的納米層狀化合物及其制備方法

無效

• 申請號: 200810040041.8
• 申請日: 2008-07-01
• 公開（公告）號: CN101343366A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 姚建;陳建銘;劉婉君
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C08G77/388
• 分類號: C08G77/388;C08G77/38;C08G77/26
• 代理公司: 上海上大專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 顧勇華

1.一種具有規則排列吡啶及其衍生物的有機-無機復合納米層狀化合物，該化合物具有以下結構：(A)吡啶酰胺類對苯基氧化硅層狀化合物；(B)吡啶酰胺類丙基氧化硅層狀化合物；(C)吡啶胺酰基類丙酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙酰胺對苯基氧化硅層狀化合物；(D)吡啶胺酰基類丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物；(E)吡啶胺酰基類丙烯酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙烯酰胺對苯基氧化硅層狀化合物；(F)吡啶胺酰基類丁酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丁酰胺對苯基氧化硅層狀化合物；(G)吡啶胺酰基類丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物；其化學式和結構分別為：(A)吡啶酰胺類對苯基氧化硅層狀化合物，化學式：-SiO_1.5C₆H₄NHR

表1.R的種類及對應的吡啶衍生物和層狀化合物的名稱

R的種類及對應的吡啶衍生物見表1；結構為：

(B)吡啶酰胺類丙基氧化硅層狀化合物，化學式：-SiO_1.5C₃H₆NHR，R的種類及對應的吡啶衍生物見表1；對應的層狀化合物的名稱為吡啶酰胺丙基氧化硅層狀化合物；其結構為：

(C)吡啶胺酰基類丙酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙酰胺對苯基氧化硅層狀化合物；化學式為：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₄COR，

表2.R的種類及對應的吡啶衍生物和化合物的名稱

R的種類及對應的吡啶衍生物見表2；結構為：

(D)吡啶胺酰基類丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物，化學式為：-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₂H₄COR，R的種類及對應的吡啶衍生物見表2；其結構式為：

(E)吡啶胺酰基類丙烯酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙烯酰胺對苯基氧化硅層狀化合物，化學式為：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₂COR，R的種類及對應的吡啶衍生物見表2；其結構為：

(F)吡啶胺酰基類丁酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丁酰胺對苯基氧化硅層狀化合物；化學式為：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₃H₆COR，R的種類及對應的吡啶衍生物見表2；其結構為：

(G)吡啶胺酰基類丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物化學式為：-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₃H₆COR，R的種類及對應的吡啶衍生物見表2；其結構為：

2.權利要求1所述的一種具有規則排列吡啶及其衍生物的有機-無機復合納米層狀化合物(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)的制備方法，其特征在于利用已經合成的帶有規則排列氨基的有機-無機復合納米層狀化合物，同羧酸基吡啶及其衍生物進行酰胺化接枝反應，或用已經合成的帶有規則排列酰氯的有機-無機復合納米層狀化合物，同氨基吡啶或羥基吡啶及其衍生物進行酰胺化或酯化接枝反應，從而得到穩定的具有規則排列吡啶及其衍生物的有機-無機復合納米層狀化合物；有機-無機復合納米層狀化合物(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)各自的制備過程和反應步驟如下：

A.吡啶酰胺類對苯基氧化硅層狀化合物(A)的制備

(a)事先制備好對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物；其制備方法為：首先將十二烷基硫酸鈉溶解于去離子水中，然后加入對氨基苯基三甲氧基硅烷，接著緩慢滴加鹽酸溶液調節混合溶液的pH值到2，并且在室溫下磁力攪拌12天進行反應；最后抽濾，分別用去離子水、乙醇洗滌，真空干燥得到對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物；其化學式為：-SiO_1.5C₆H₄NH₃C₁₂H₂₅OSO₃，結構為：

(b)首先將吡啶衍生物同二氯亞砜反應制得酰氯基吡啶；然后將對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物同酰氯基吡啶進行酰胺化接枝反應；其反應過程及步驟如下：將對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸分散在酰氯基吡啶的吡啶溶液中，加熱至50℃至70℃，磁力攪拌5小時；最后抽濾，用乙醇和二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物吡啶酰胺類對苯基氧化硅層狀化合物(A)；其化學反應過程如下：-SiO_1.5C₆H₄NH₃C₁₂H₂₅OSO₃+ClR-→-SiO_1.5C₆H₄NHR

R的種類見表1；

B.吡啶酰胺類丙基氧化硅層狀化合物(B)的制備

(a)事先制備好氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物；其制備方法為：首先將十二烷基硫酸鈉溶解于去離子水中，然后加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷，接著緩慢滴加鹽酸溶調節混合溶液的pH值為2，并且在室溫下磁力攪拌14天進行反應，最后抽濾，分別用去離子水、乙醇洗滌，真空干燥，最終得到氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物；

其化學式為：-SiO_1.5C₃H₆NH₃C₁₂H₂₅OSO₃

結構為：

(b)首先將吡啶衍生物同二氯亞砜反應制得酰氯基吡啶；然后將氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物同酰氯基吡啶進行酰胺化反應；其反應過程及步驟如下：將氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸分散在酰氯基吡啶的吡啶溶液中，加熱至50℃至70℃，磁力攪拌5小時；最后抽濾，用乙醇和二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物吡啶酰胺類丙基氧化硅層狀化合物(B)；其化學反應過程如下：

-SiO_1.5C₃H₆NH₃C₁₂H₂₅OSO₃+ClR-→-SiO_1.5C₃H₆NHR

R的種類見表1；

C.吡啶胺酰基類丙酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙酰胺對苯基氧化硅層狀化合物(C)的制備

(a)事先制備好對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物；其制備方法同上述的A中的(a)步驟；

(b)將丁二酸酐同上述的對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物反應；其反應過程及步驟如下：將對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸分散在THF中，然后再加入丁二酸酐，加熱至50℃，磁力攪拌1天；最后抽濾，用乙醇洗滌，真空干燥，最終得到對羧酸基丙酰胺苯基氧化硅層狀化合物；其化學式為：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₄COOH，結構為：

(c)將二氯亞砜同對羧酸基丙酰胺苯基氧化硅層狀化合物反應；其反應過程及步驟如下：將對羧酸基丙酰胺苯基氧化硅分散在THF中，然后再加入二氯亞砜，加熱至50℃，磁力攪拌3小時；最后抽濾，用二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物對酰氯丙酰胺苯基氧化硅層狀化合物；其化學式為：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₄COCl，結構為：

(d)將吡啶衍生物同對酰氯丙酰胺苯基氧化硅層狀化合物進行酰胺化或酯化反應；其反應過程及步驟如下：將吡啶衍生物溶于對酰氯丙酰胺苯基氧化硅層狀化合物的THF溶液中，加熱至50℃至70℃，磁力攪拌3小時；最后抽濾，用二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物吡啶胺酰基類丙酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙酰胺對苯基氧化硅層狀化合物(C)；其化學反應過程如下：

-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₄COCl+HR-→-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₄COR

R的種類見表2；

D.吡啶胺酰基類丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物(D)的制備

(a)事先制備好氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物；其制備方法同上述的B中的(a)步驟；

(b)將丁二酸酐同上述的氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物反應；其反應過程及步驟如下：將氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸分散在吡啶中，然后加入丁二酸酐，加熱至60℃，磁力攪拌1天；最后抽濾，用乙醇洗滌，真空干燥，最終得產物羧酸基丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物；其分子式為：-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₂H₄COOH，結構為：

(c)將二氯亞砜同上述的羧酸基丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物進行反應；其反應過程及步驟如下：將羧酸基丙酰胺丙基氧化硅分散在THF中，然后再加入二氯亞砜，加熱至50℃，磁力攪拌3小時；最后抽濾，用二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物酰氯丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物；其化學式為：-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₂H₄COCl，結構為：

(d)將吡啶衍生物同酰氯丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物進行酰胺化或酯化反應；其反應過程及步驟如下：將吡啶衍生物溶于酰氯丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物的THF溶液中，加熱至50℃至70℃，磁力攪拌3小時；最后抽濾，用二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物吡啶胺酰基類丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙酰胺丙基氧化硅層狀化合物(D)；其化學反應過程如下：

-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₂H₄COCl+HR-→-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₂H₄COR

R的種類見表2；

E.吡啶胺酰基類丙烯酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙烯酰胺對苯基氧化硅層狀化合物(E)的制備

(a)事先制備好對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物；其制備方法同上述的A中的(a)步驟；

(b)將丁烯二酸酐同上述的對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物反應；其反

應過程及步驟如下：將對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物分散在THF中，然后加入丁烯二酸酐，加熱至50℃，磁力攪拌1天，最后抽濾，用乙醇洗滌，真空干燥，最終得產物對羧酸基丙烯酰胺苯基氧化硅層狀化合物；其化學式為：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₂COOH，結構為：

(c)將二氯亞砜同對羧酸基丙烯酰胺苯基氧化硅層狀化合物反應；其反應過程及步驟如下：將對羧酸基丙烯酰胺苯基氧化硅分散在THF中，然后再加入二氯亞砜，加熱至50℃，磁力攪拌3小時；最后抽濾，用二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物對酰氯丙烯酰胺苯基氧化硅層狀化合物；其化學式為：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₂COCl，結構為：

(d)將吡啶衍生物同對酰氯丙烯酰胺苯基氧化硅層狀化合物進行酰胺化或酯化反應；其反應過程及步驟如下：將吡啶衍生物溶于對酰氯丙烯酰胺苯基氧化硅層狀化合物的THF溶液中，加熱至50℃至70℃，磁力攪拌3小時；最后抽濾，用二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物吡啶胺酰基類丙烯酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丙烯酰胺對苯基氧化硅層狀化合物(E)；

其化學反應過程如下：

-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₂COCl+HR-→-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₂COR

R的種類見表2；

F.吡啶胺酰基類丁酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丁酰胺對苯基氧化硅層狀化合物(F)的制備

(a)事先制備好對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物；其制備方法同上述的A中的(a)步驟；

(b)將戊二酸酐同上述的對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物反應；其反應過程及步驟如下：將對氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物分散在THF中，然后加入戊二酸酐，加熱至50℃，磁力攪拌1天，最后抽濾，用乙醇洗滌，真空干燥，最終得產物對羧酸基丁酰胺苯基氧化硅層狀化合物；其化學式為：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₃H₆COOH，結構為

(c)將二氯亞砜同對羧酸基丁酰胺苯基氧化硅層狀化合物反應；其反應過程及步驟如下：將對羧酸基丁酰胺苯基氧化硅層狀化合物分散在THF中，然后再加入二氯亞砜，加熱至50℃，磁力攪拌3小時；最后抽濾，用二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物對酰氯丁酰胺苯基氧化硅層狀化合物；其化學式為：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₃H₆COCl，結構為：

(d)將吡啶衍生物同對酰氯丁酰胺苯基氧化硅層狀化合物進行酰胺化或酯化反應；其反應過程及步驟如下：將吡啶衍生物溶于對酰氯丁酰胺苯基氧化硅層狀化合物的THF溶液中，加熱至50℃至70℃，磁力攪拌3小時；最后抽濾，用二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物吡啶胺酰基類丁酰胺對苯基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丁酰胺對苯基氧化硅層狀化合物(F)；

其化學反應過程如下：

-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₃H₆COCl+HR-→-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₃H₆COR

R的種類見表2；

G.吡啶胺酰基類丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物(G)的制備

(a)事先制備好氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物；其制備方法同上述的B中的(a)步驟；

(b)將戊二酸酐同上述的氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物反應；其反應過程及步驟如下：將氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸層狀化合物分散在吡啶中，然后加入戊二酸酐，加熱至60℃，磁力攪拌1天，最后抽濾，用乙醇洗滌，真空干燥，最終得產物羧酸基丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物；其分子式為：SiO_1.5C₃H₆NHCOC₃H₆COOH，結構為：

(c)將二氯亞砜同羧酸基丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物反應；其反應過程及步驟如下：將羧酸基丁酰胺丙基氧化硅分散在THF中，然后再加入二氯亞砜，加熱至50℃，磁力攪拌3小時；最后抽濾，用二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物酰氯丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物；其化學式為：-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₃H₆COCl，結構為：

(d)將吡啶衍生物同酰氯丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物進行酰胺化或酯化反應；其反應過程及步驟如下：將吡啶衍生物溶于酰氯丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物的THF溶液中，加熱至50℃至70℃，磁力攪拌3小時；最后抽濾，用二氯甲烷洗滌，真空干燥，最終得產物吡啶胺酰基類丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物或吡啶氧酰基類丁酰胺丙基氧化硅層狀化合物(G)；其化學反應過程如下：-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₃H₆COCl+HR-→-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₃H₆COR

R的種類見表2。