[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙組分超分子有機(jī)凝膠及其金屬凝膠的制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811443350.X
• 申請(qǐng)日: 2018-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109320454B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林奇;楊海龍;孫小文;唐忠娣;張有明;魏太保;姚虹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07D221/14
• 分類(lèi)號(hào): C07D221/14;C07D213/75;C08G83/00;C07F15/02;C09K11/06;G01N21/64;B01J13/00
• 代理公司: 蘭州智和專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發(fā)明公開(kāi)了一種雙組分超分子有機(jī)凝膠因子，是將含西弗堿功能化的萘二甲酰亞胺與4?氨基吡啶功能化的均苯三甲酰氯，在加熱下充分溶解到DMSO?H₂O中，得透明溶液；冷卻至室溫，形成穩(wěn)定的具有橘黃色聚集態(tài)熒光的雙組分超分子有機(jī)凝膠MQ。向MQ中分別加入一系列陽(yáng)離子溶液，只有Fe³⁺的加入使其熒光猝滅，因此MQ能專(zhuān)一選擇性熒光識(shí)別Fe³⁺。將雙組分超分子有機(jī)凝膠與六水合高氯酸鐵加熱溶解于DMSO?H₂O中，冷卻后形成金屬凝膠，當(dāng)向金屬凝膠中分別加入一系列陰離子，只有H₂PO₄^?的加入能使金屬凝膠的熒光打開(kāi)，且熒光由黑色變?yōu)殚冱S色，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)H₂PO₄^?的超靈敏檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種由西弗堿功能化的萘二甲酰亞胺與4-氨基吡啶功能化的均苯三甲酰氯凝膠因子通過(guò)氫鍵、π-π作用形成具有強(qiáng)熒光的雙組份超分子有機(jī)凝膠；本發(fā)明同時(shí)還涉及基于該超分子有機(jī)凝膠的金屬凝膠在選擇性熒光識(shí)Fe³⁺、H₂PO₄^-的應(yīng)用，屬于超分子有機(jī)凝膠領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超分子有機(jī)凝膠是一種低分子量的有機(jī)化合物（凝膠因子）在有機(jī)溶劑中通過(guò)氫鍵、范德華力、π-π堆積作用及親水-疏水作用等分子間弱相互作用自組裝形成的超分子（軟）材料。這種材料同時(shí)具有固體材料和液體材料特有的優(yōu)點(diǎn)：超分子有機(jī)凝膠分子保持自己的化學(xué)性質(zhì)，可以進(jìn)行其在溶液中的一些反應(yīng)，同時(shí)該凝膠材料又具有類(lèi)似于固體的穩(wěn)定，如易于保存等優(yōu)點(diǎn)，因此，在超分子軟材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

最近幾年，為金屬離子在環(huán)境中尋找超靈敏檢測(cè)分離的離子響應(yīng)材料已經(jīng)變得十分重要。到目前為止，有多種方法用來(lái)檢測(cè)不同離子在環(huán)境中的存在，如原子吸收光譜法、熒光分析法等。但是這些方法操作起來(lái)比較復(fù)雜，而且設(shè)備價(jià)格昂貴，不宜大量投入實(shí)際應(yīng)用中。因此，研究新的方法以實(shí)現(xiàn)在環(huán)境中有效地檢測(cè)且分離不同離子仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。具有刺激響應(yīng)的超分子有機(jī)凝膠作為一種新興的功能和智能材料，由于它本身具有的特殊性質(zhì)和很好的應(yīng)用前景，已經(jīng)越來(lái)越被人們的關(guān)注。

Fe³⁺在細(xì)胞水平的許多生化過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用，人體中缺少Fe³⁺會(huì)導(dǎo)致貧血、肝損傷、帕金森病和癌癥等疾病，同時(shí)，F(xiàn)e³⁺由于具有順磁性的本質(zhì)，導(dǎo)致它成為一種熒光猝滅劑，這就使人們很難研究出一種連續(xù)可逆的熒光傳感器來(lái)檢測(cè)分離Fe³⁺。H₂PO₄^-不僅在各種環(huán)境和生物學(xué)的應(yīng)用中起著至關(guān)重要的作用，而且在信息傳輸和能量?jī)?chǔ)存方面也扮演著重要的角色。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種由含西弗堿功能化的萘二甲酰亞胺與4-氨基吡啶功能化的均苯三甲酰氯凝膠因子通過(guò)氫鍵、π-π作用形成具有強(qiáng)熒光的雙組份超分子有機(jī)凝膠及其制備方法；

本發(fā)明的另一目的是提供一種該雙組分超分子有機(jī)凝膠在單一選擇性熒光識(shí)別鐵離子（Fe³⁺）和連續(xù)識(shí)別磷酸二氫根（H₂PO₄^-）的應(yīng)用。

一、雙組分超分子有機(jī)凝膠

本發(fā)明的雙組分超分子有機(jī)凝膠，是將含西弗堿功能化的萘二甲酰亞胺凝膠因子（標(biāo)記為M）與4-氨基吡啶功能化的均苯三甲酰氯凝膠因子（標(biāo)記為Q），在加熱下按30~35mg/mL的質(zhì)量體積比充分溶解到DMSO-H₂O中得到透明溶液；冷卻至室溫形成穩(wěn)定的雙組分超分子有機(jī)凝膠（標(biāo)記為MQ）。DMSO-H₂O中，DMSO與H₂O的體積比為3:1~1:1。

其中，西弗堿功能化的萘二甲酰亞胺的結(jié)構(gòu)式為：