[發明專利]一種雙親性介孔有機鹽納米粒子及其制備方法

在審

• 申請號: 202110163029.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112961353A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 王潤偉;于洪豪;鄒后兵;張宗弢
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08G77/26
• 分類號: C08G77/26;C08G77/388;C08J9/26;B82Y40/00;C08L83/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 劉妮

本發明提供了一種雙親性介孔有機鹽納米粒子及其制備方法，將含有吡啶基團的有機硅烷前驅體，通過水解和聚合該前驅體的方式制備了骨架中含大量吡啶基團的介孔納米粒子，與氫溴酸反應成鹽，使得吡啶基團質子化，得到了一種骨架中含有大量有機基團和離子基團的介孔納米粒子，即介孔有機鹽。把該介孔有機鹽納米粒子置于水中時，粒子上的離子基團(吡啶氫溴酸基團)可以電離為游離的溴陰離子和吡啶氫陽離子。此時的介孔有機鹽納米粒子的骨架中含有大量有機基團具有親油能力，而吡啶氫陽離子具有親水能力，因此其是一種能夠乳化多種油?水雙相體系的乳化劑。

技術領域

本發明屬于功能高分子材料技術領域，具體涉及一種雙親性介孔有機鹽納米粒子及其制備方法。

背景技術

通常情況有機反應都是在有機溶劑中進行的，然而有機溶劑具有污染環境，成本高昂的缺點。水作為一種綠色溶劑，很少被用做有機反應溶劑，因為，在一般情況下，把不溶于水的有機溶劑與水混合時，有機相會與水相發生分層現象。這種互不相溶的分層現象會大大限制許多水相化學反應的效率。為此，科研工作者為使兩相互溶做了大量的研究。在一開始的研究中，科研工作者通過往不相溶的兩相中加入雙親性分子(如表面活性劑CTAB)的方式使兩相乳化互溶。但是這種加入的分子形式的雙親性物質會混合在最終的產物中，給產物的提純造成困難，且這種雙親性分子很難回收重復利用。雙親性固體納米粒子也具有雙親性分子的功能，也能夠使互不相溶的兩相通過乳化的方式互溶。在化學反應結束后，雙親性固體納米粒子很容易通過離心或者過濾的方式與最終的產物分離，分離后的雙親性固體納米粒子可以重復利用，大大降低了成本。

目前，合成雙親性固體納米粒子的方法主要有兩種：第一種是通過精確調控親水部分硅和親油部分碳的比例來制備具有乳化油-水雙相體系的能力；第二種是在普通固體粒子表面修飾季銨鹽基團的方式使粒子具有乳化油-水雙相體系的能力。第一種方法合成的雙親性粒子的乳化范圍較窄，其對選定的油-水雙相體系具有最佳的乳化效果，對其他的雙相體系的乳化能力可能會大大降低；第二種通過修飾季銨鹽基團的方法制備雙親性納米粒子能夠對多種油-水雙相體系具有較好的乳化能力，但這些季銨鹽基團的長鏈會阻塞固體納米粒子的孔道，使反應物和產物的進出受到影響，且在劇烈的反應條件下，這些長鏈基團可能會斷裂，使粒子的雙親性大大降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙親性介孔有機鹽納米粒子，該介孔有機鹽納米粒子通過含有吡啶基團的介孔納米粒子與氫溴酸反應得到，該介孔有機鹽納米粒子的骨架中含有大量有機基團具有親油能力，而吡啶氫陽離子具有親水能力，因此其是一種能夠乳化多種油-水雙相體系的乳化劑。

本發明具體通過以下技術方案實現：

一種雙親性介孔有機鹽納米粒子，通過將含有吡啶基團的有機硅烷前驅體水解和聚合得到吡啶基團的介孔納米粒子，與氫溴酸得到介孔有機鹽納米粒子。

所述的含有吡啶基團的有機硅烷前驅體為2,5-雙[(E)-2-(三乙氧基硅烷基)乙烯基]吡啶。

本發明介孔有機鹽納米粒子置于水中時，粒子上的離子基團(吡啶氫溴酸基團)可以電離為游離的溴陰離子和吡啶氫陽離子。此時的介孔有機鹽納米粒子的骨架中含有大量有機基團具有親油能力，而吡啶氫陽離子具有親水能力，雙親性來自于有機基團的親油性和陽離子的親水性，具有更寬的乳化范圍。同時該介孔有機鹽納米粒子的有機基團和離子基團在骨架中，這些基團不會阻塞固體納米粒子的孔道，使反應物和產物的進出不受到影響，且在劇烈的反應條件下，粒子的雙親性更加穩定。

在本發明的另一方面，提供了所述雙親性介孔有機鹽納米粒子的制備方法，包括以下步驟：

1)前驅體的制備

在氮氣氛圍下將乙腈、2,5-二乙烯基吡啶、[Rh(cod)Cl]₂、三苯基膦和三乙氧基硅烷攪拌混合，過濾濃縮，濃縮液蒸餾得前驅體；

2)介孔有機鹽的制備