[發明專利]表面等離激元輔助的對碘偶氮苯異構化的方法

在審

• 申請號: 202011486461.6
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112538028A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 宋朋;楊艷秋;丁勇
• 申請（專利權）人: 遼寧大學
• 主分類號: C07C245/08
• 分類號: C07C245/08;B01J23/50
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

本發明涉及表面增強拉曼散射(SERS)領域，具體涉及一種對碘苯胺(PIAN)分子的反應及對其生成物異構化的調控。將硝酸銀溶于水中，加熱至沸騰，取檸檬酸鈉加入到沸騰的溶液中，反應結束后停止加熱，冷卻至室溫，得到銀納米粒子溶液，備用；取PIAN粉末溶于乙醇中，得到PIAN溶液；將納米銀粒子溶液加入到得到PIAN溶液中。本發明采用一種簡單、成本低的的調控策略，利用濃度引發對碘偶氮苯在反式、順式構型之間的轉換，實現了在高濃度下對碘偶氮苯以反式構型存在，而在較低濃度下此分子以順式構型存在，可有效實現在不同濃度下對碘偶氮苯分子以不同的構型存在。

技術領域

本發明涉及表面增強拉曼散射(SERS)領域，具體涉及一種對碘苯胺(PIAN)分子的反應及對其生成物異構化的調控。

背景技術

偶氮苯作為化學反應中重要的前體具有舉足輕重的作用，被用于制造商業材料，包括聯苯染料，橡膠促進劑等。通過將偶氮苯基團引入聚合物中，可以賦予其新的物理化學性質。而偶氮苯的異構化是一種光化學反應，可以在順反結構之間轉換，甚至可以在結晶相中發生。對于偶氮苯異構化的控制也一直受到廣泛關注。有研究表明，可以通過電場調節偶氮苯異構化，這激發了可以通過表面等離激元共振(SPR)作為激發源來控制此異構化的過程，因為等離激元效應會在粗糙的金屬電極表面產生巨大的電磁場，目前在表面增強拉曼散射(SERS)研究中已被用于增強拉曼信號。

SERS技術被認為是研究分子間相互作用以及監測等離激元輔助偶聯反應的有效方法。自從發現等離子體激元驅動的化學反應以來，關于反應機理和影響因素的報道很多。經過如此大量的研究，人們對此有了更深刻的理解，并將其應用于各個領域。使用SERS技術監控偶氮苯衍生物的異構化結構，具有快的響應時間和10⁵-10⁸倍的增強拉曼信號強度的優點。另外，已經證明，SERS具有優異的性能表現出高的靈敏度，檢測限低至10^-9M/L。此外，在SERS檢測中，可借助面掃技術用于隨機選擇一定區域后掃描多個點進行檢測，這樣避免了實驗的偶然性的發生，提高了實驗的可重復性，并提供了直觀的圖像來監測反應過程。

偶氮苯在實際應用中具有非常重要的作用，其中，偶氮苯的異構化更是備受關注。研制新型的偶氮苯聚合物，主要利用偶氮苯的的異構化使其在光信息存儲材料、非線性光學材料、液晶材料、生物分子活性光調控等領域都有重要的價值。所以對于偶氮苯異構化的調控的研究也越來越多，雖然可以通過多種方法來實現偶氮苯的異構化，但是可以知道無論是光反應還是電場調控等手段，都存在著過程繁瑣，成本高等缺點，所以追求簡單、成本低的技術方案去實現這個過程就顯得尤為重要。

發明內容

本發明基于表面等離激元輔助調控了對碘偶氮苯的異構化。內容主要包括基底的制備及PIAN分子反應的探究以及濃度對生成物偶氮苯異構化的調控等方面。具體而言：

1)本發明采用檸檬酸鈉還原法合成的Ag NPs作為SERS增強基底，使得PIAN分子在表面等離激元輔助下發生偶聯反應，生成了對碘偶氮苯分子。

2)在SERS技術的監控下，對一系列濃度的PIAN分子的等離激元催化偶聯反應進行了探究，結果發現反應產物對碘偶氮苯在不同濃度下在1432cm^-1處的拉曼信號峰強度具有明顯的差異，實現了對碘偶氮苯的順反異構化的控制。并通過SEM,TEM,UV-vis等對其性質、形貌和結構進行了表征。

具體技術方案如下：一種表面等離激元輔助的對碘偶氮苯異構化的方法，包括如下步驟：

1)納米銀粒子溶液的制備：將硝酸銀溶于水中，加熱至沸騰，取檸檬酸鈉加入到沸騰的溶液中，反應結束后停止加熱，冷卻至室溫，得到銀納米粒子溶液，備用；

2)PIAN溶液的制備：取PIAN粉末溶于乙醇中，得到PIAN溶液；

3)PIAN-Ag NPs溶液的制備：將納米銀粒子溶液加入到得到PIAN溶液中。