[發明專利]一種弱相互作用力構筑的多酸基軟材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110079588.0
• 申請日: 2011-03-31
• 公開（公告）號: CN102206237A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 宋宇飛;楊冬梅;陳偉;趙燊;徐軍華
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C07F19/00
• 分類號: C07F19/00;C07F13/00;C07F11/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 張水俤

技術領域

本發明屬于無機有機雜化軟材料領域，特別涉及一種基于共價修飾多酸的基礎上采用弱相互作用力構筑的軟材料及其制備方法。

背景技術

超分子化學是一個交叉學科，涉及無機與配位化學、有機化學、高分子化學、生物化學和物理化學，由于能夠模仿自然界已存在物質的許多特殊功能，因此它也構成了納米技術、材料科學和生命科學的重要組成部分。超分子通常是指由兩種或兩種以上分子依靠分子間相互作用結合在一起，組裝成復雜的、有組織的聚集體，并保持一定的完整性，使其具有明顯的微觀結構和宏觀性質。分子間相互作用力主要有氫鍵、離子作用、電荷轉移作用以及鹵素橋連、π…π作用、疏水作用等。

多酸是一類含有過渡金屬釩、鉬、鎢等的金屬氧簇化合物，其表面的氧原子在適當的條件下可以被有機基團所取代，因此可以對其進行化學修飾，從而有效地調控其結構與性質，形成共價修飾的多酸體系。同時設計合成以共價鍵功能化的多酸體系，將具有不同功能基團的有機組分與多酸體系相聯系，可以賦予多酸新特性。

軟材料是凝聚態物質的一個分類，以各種物理形態存在，并且在熱應力下極易變形。通常包括流體、膠體、聚合物、泡沫、凝膠、顆粒物質以及大量的生物物質。軟物質的物理行為由其原子或分子組成直接決定，很難預測。這是因為軟物質自組裝成為介于宏觀和微觀之間的介觀物理結構。軟物質在很多領域有很重要的應用，比如粘合劑、洗滌劑、化妝品、涂料、食品添加劑、潤滑劑、燃料添加劑、輪胎橡膠等。此外，很多生物物質(血液、肌肉、牛奶、酸奶)也屬于軟物質范疇。

多酸具有高負電荷以及豐富的氧還性質，在外界環境刺激下，氫鍵ON/OFF兩種狀態的變化及氫鍵形式也可以發生變化，從而改變軟材料的形態。幾種不同的分子通過簡單的組裝成復雜的化合物，除氫鍵外，通過離子作用、電荷轉移作用和鹵素橋連等也可以構筑軟材料。由于軟材料在質量傳輸、光功能、傳感器、生物功能等方面有很大的潛力，因此通過弱相互作用和非共價鍵的方法設計并構筑多酸基軟材料近年來得到了重視。

發明內容

本發明的目的在于提供一種弱相互作用力構筑的多酸基軟材料及其制備方法。

本發明的技術方案為：首先將偶氮苯部分鏈接到多酸體系上，再通過弱相互作用力將有機碳鏈部分引入體系，構筑基于多酸的軟材料。

本發明所述的弱相互作用力構筑的多酸基軟材料的制備方法的具體操作步驟為：

(1)合成偶氮苯的衍生物：稱取0.55g-22g芳香胺溶解在100-4000ml去離子水中，攪拌至溶液澄清，然后加入2-10ml含有0.48-19.2g的亞硝酸鈉的水溶液，攪拌0.5-2小時，最后加入0.6-24g水楊醛，攪拌1-5小時，至有黃色固體析出，減壓抽濾得偶氮苯的衍生物，干燥備用；

(2)合成多酸：稱取4-160g的[(n-C₄H₉)₄N]₃[α-Mo₈O₂₆]，0.7-28g的醋酸錳，0.75-30g的三羥甲基氨基甲烷于25-1000ml氯仿中，50-90℃加熱回流2-15小時，停止反應冷卻至室溫，過濾除去固體雜質得橘紅色溶液，旋蒸濃縮，析出塊狀橘色晶體即為多酸；

(3)合成多酸的偶氮苯共價修飾產物：0.7-28g步驟(1)制備的偶氮苯的衍生物溶解于20-1000ml乙醇中，加入2.4-94g步驟(2)中合成的多酸，50-90℃加熱回流3-10小時，停止反應，冷卻至室溫有橘黃色固體析出，過濾收集得到多酸的偶氮苯共價修飾產物；

(4)合成弱相互作用力構筑的多酸基軟材料：115-4600mg步驟(3)得到的多酸的偶氮苯共價修飾產物與12.5-500mg的1-辛胺分別溶解于10-50ml的氯仿中，將兩者混合，攪拌，旋蒸除去溶劑，得到弱相互作用力構筑的多酸基軟材料。

所述的偶氮苯的衍生物為5-((4-氟苯基)偶氮基)-2羥基苯甲醛。

所述的芳香胺為4-氟苯胺。