[發明專利]一種含長烷基鏈的苯并咪唑衍生物及其金屬水凝膠的制備和應用

在審

• 申請號: 202010074065.6
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111205230A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 姚虹;闞曉彤;周琦;魏太保;張友明;林奇
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C07D235/08
• 分類號: C07D235/08;C09K11/02;C09K11/06;B01J13/00
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明合成了一種含長烷基鏈的苯并咪唑衍生物WCB，WCB與α?環糊精溶解于水中形成超分子水凝膠WCB?α?CD，該超分子水凝膠WCB?α?CD中加入3倍當量Eu³⁺,Th⁴⁺,Ce³⁺,Tb³⁺,La³⁺金屬離子的水溶液，形成穩定的超分子金屬水凝膠WCB?α?CD+Ms（Ms=Eu³⁺,Th⁴⁺,Ce³⁺,Tb³⁺,La³⁺）。將該超分子金屬水凝膠晾干后可得到干凝膠透明薄膜，這種干凝膠薄膜可以在紫外燈下觀察到不同顏色的發光。因此，該超分子金屬水凝膠的干凝膠薄膜可作為一種光致發光材料，不僅顏色可調，使用方便，而且溶劑對環境無污染，在LED器件和照明顯示裝置等方面具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明屬于化合物合成領域和光致發光材料領域，涉及一種含長烷基鏈的苯并咪唑衍生物及其金屬水凝膠的制備，該金屬水凝膠主要用于顏色可調的光致發光材料。

背景技術

超分子凝膠是一種低分子量的有機化合物（凝膠因子），在有機溶劑中通過氫鍵、范德華力和π-π堆積作用等分子間弱相互作用力組裝形成的超分子（軟）材料。而超分子水凝膠由于其在純水中可以組裝形成凝膠，相較于其他有機凝膠，制備更簡單且對環境無污染，因此，超分子水凝膠是具有更廣泛的用途。

目前報道的光致發光材料大多數都是基于有機溶劑，因此，如果開發出基于純水相中的光致發光材料將會避免由有機溶劑造成的損害人身體健康和環境污染等不良影響，所以，將超分子水凝膠薄膜應用于顏色可調的光致發光材料中，不僅成本較低更不會對環境造成污染。

發明內容

本發明的第一個目的：提供一種含長烷基鏈的苯并咪唑衍生物；

本發明的第二個目的：提供一種含長烷基鏈的苯并咪唑衍生物的合成方法：

本發明的第三個目的：提供一種基于含長烷基鏈的苯并咪唑衍生物的金屬水凝膠的合成方法；

本發明的第四個目的：提供上述基于含長烷基鏈的苯并咪唑衍生物的金屬水凝膠作為顏色可調的光致發光材料的應用。

一、含長烷基鏈的苯并咪唑衍生物的結構及合成

本發明含長烷基鏈的苯并咪唑衍生物，其結構式為：

。

本發明含長烷基鏈的苯并咪唑衍生物的合成方法，包括以下工藝步驟：

（1）2-十一烷基苯并咪唑的合成：以氮氣保護為保護氣，將鄰苯二胺和月桂酸通過熔融法在125~130℃下回流反應1.5~2小時，用KOH醇溶液調節pH至9~10，冷卻抽濾，用乙醇和水重結晶后得到有金屬光澤的白色固體2-十一烷基苯并咪唑（UB）；鄰苯二胺與月桂酸的摩爾比為1:0.8~1:0.9。

（2）1-乙酸甲酯基-2十一烷基苯并咪唑的合成：以丙酮為溶劑，K₂CO₃和KI為催化劑，將2-十一烷基苯并咪唑與氯乙酸甲酯在60~65℃下回流反應38~40小時，反應結束后減壓抽濾除去無機鹽，將濾液旋干后冷凍，可得到紅棕色固體產物1-乙酸甲酯-2十一烷基苯并咪唑（UB1）；2-十一烷基苯并咪唑與氯乙酸甲酯的摩爾比為1:1.12~1:1.15；2-十一烷基苯并咪唑與K₂CO₃的摩爾比為1:1.2~1:1.3；2-十一烷基苯并咪唑與KI的摩爾比為1:0.2~1:0.25。