具有聚集誘導發光效應的表面活性劑制造技術

具有聚集誘導發光效應的表面活性劑，屬于表面活性劑發光材料技術領域。本發明專利技術中具有聚集誘導發光性能的表面活性劑分子的結構如式(Ι)所示，制備方法如下，所得的分子既具備表面活性劑特性，也具有熒光特性。特別是在表面活性劑呈現聚集狀態(膠束)時，熒光明顯增強，同時制備簡單，穩定性能好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于表面活性劑發光材料
，具體涉及一種基于四苯基乙烯的具有聚集誘導發光性能的表面活性劑、制備與性能研究。
技術介紹
表面活性劑分子是典型的兩親性分子，可以通過分子間的相互作用而自發形成不同的有序聚集結構(比如膠束、囊泡等)，在材料科學、生物物理學、膠體和界面化學等諸多學科領域都有著極為廣泛的應用。表面活性劑聚集結構的形成機制和相互轉換是其實際應用的基礎。到目前為止，雖然已經有很多儀器技術(比如小角X射線衍射)被用來研究各種聚集體的形成與相互轉換，但是大多是通過數據點的采集和模擬來推斷不同表面活性劑聚集體之間的轉變。(Jensen,G.V.；Lund,R.；Gummel,J.；Monkenbusch,M.；Narayanan,T.；Pedersen,J.S.J.Am.Chem.Soc.2013,135,7214-7222；Jensen,G.V.；Lund,R.；Gummel,J.；Narayanan,T.；Pedersen,J.S.Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,11524-11528.)。如果這些轉變能被直接觀察到，那么科學家們就可以對表面活性劑膠束的轉變過程有一個直觀切實的了解而不需要推斷。目前，表面活性劑膠束的可視化觀測主要靠電鏡技術。然而，由于電鏡樣品是固體，導致觀察到的圖像并不一定是表面活性劑在溶液狀態時的真實狀態。此外，表面活性劑分子的組成大多是碳、氫、氧，導致其在電鏡下的襯度很差，難以被分辨出來。另一個可行的可視化技術就是利用熒光顯微鏡，但是由于現有的熒光表面活性劑的發光團都具有聚集導致淬滅效應，使得表面活性劑聚集之后的聚集體的觀察難以實現。因此，設計并合成一種具有聚集誘導發光性能的表面活性劑是非常必要的，尤其是進一步提高其熒光性能的物質更是必要。
技術實現思路
針對上述情況，為了克服現有技術問題，本專利技術提供了一種基于四苯基乙烯的具有聚集
誘導發光性能的表面活性劑，該表面活性劑具有聚集誘導發光的性能，在膠束狀態下熒光增強，同時制備簡單，穩定性能好，同時本專利技術所得的具有聚集誘導發光效應的表面活性劑的熒光性能得到很大提高。具體而言，本專利技術中具有聚集誘導發光性能的表面活性劑的結構如式(I)所示：上述如式(I)所示的具有聚集誘導發光性能的表面活性劑可以通過包括以下步驟的制備方法制得：(1)在惰性氣體保護下，向盛有溶劑的反應容器中加入式(II)化合物、式(III)化合物、氫化鈉，其中式(II)化合物、式(III)化合物、氫化鈉之間的摩爾比為1:0.5～1:0.5，在攪拌條件下加熱至50～70℃反應8～12小時，反應完成后，減壓蒸餾除去溶劑，所得固體采用水/二氯甲烷體系萃取，分離有機相后用無水硫酸鈉干燥，再次減壓蒸餾除去二氯甲烷得到粗品，再用硅膠柱色譜法進行純化，得到式(IV)中間體；(2)向盛有溶劑的反應容器中加入步驟(1)中得到的式(IV)中間體、無水碳酸鉀、式(V)化合物，其中式(IV)中間體、無水碳酸鉀、式(V)化合物之間的摩爾比為1:1.0～1.2:0.9～1.1，在攪拌條件下加熱至50～70℃反應12～15小時，反應完成后，減壓蒸餾除
去溶劑，所得固體采用水/二氯甲烷體系萃取，分離有機相后用無水硫酸鈉干燥，再次減壓蒸餾除去二氯甲烷得到粗品，再用硅膠柱色譜法進行純化，得到式(VI)中間體；(3)向反應容器中加入步驟(2)中得到的式(VI)中間體、加入過量的三甲胺，回流反應24～72小時，反應完成后，減壓蒸餾除去三甲胺并得到粗品，再用洗液洗滌并干燥，得到如式(I)所示的具有聚集誘導發光性能的表面活性劑分子；優選的，步驟(1)中所述的惰性氣體為氮氣。優選的，步驟(1)中所述的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺。優選的，步驟(1)中所述的硅膠柱色譜法的洗脫劑為石油醚/乙酸乙酯混合液，其中石油醚和乙酸乙酯的體積比為7:1。優選的，步驟(2)中所述的溶劑為丙酮。優選的，步驟(2)中所述的硅膠柱色譜法的洗脫劑為石油醚/乙酸乙酯混合液，其中石油醚和乙酸乙酯的體積比為10:1。優選的，步驟(3)中所述的洗液依次為石油醚、乙酸乙酯，先用石油醚，再用乙酸乙酯。另外，本專利技術還請求保護上述如式(I)所示的聚集誘導發光性能的表面活性劑分子作為
疏水改性劑和熒光標示物來修飾層狀無機材料。在表面活性劑呈現聚集狀態(膠束)時，熒光明顯增強，同時制備簡單，穩定性能好。附圖說明圖1為表面活性劑分子TPE-DTAB的1H-NMR譜圖。圖2為表面活性劑分子TPE-DTAB的MS譜圖。圖3為表面活性劑分子TPE-DTAB的水溶液紫外吸收和熒光發射光譜圖。圖4為表面活性劑分子TPE-DTAB的水溶液熒光強度隨濃度變化的曲線圖。圖5為表面活性劑分子TPE-DTAB的水溶液電導率隨濃度變化的曲線圖。圖6為實施例4中TPE-DTAB插層的蒙脫土的X射線衍射圖。圖7為實施例4中TPE-DTAB插層的蒙脫土的熒光發射光譜圖。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術做進一步說明，但本專利技術并不限于以下實施例。實施例1：合成TPE-DTABA.在氮氣保護下，向50mL的兩口燒瓶中加入0.182g(0.50mmol)的4,4'-(1,2-二苯乙烯基-1,2-取代)苯二酚和10mL的無水N,N-二甲基甲酰胺，攪拌均勻后加入0.022g(0.55mmol)的氫化鈉，常溫攪拌反應半小時。然后加入0.145g(0.75mmol)的一溴辛烷，加熱至60℃后反應10小時，反應完成后，減壓蒸餾除去N,N-二甲基甲酰胺，所得固體采用水/二氯甲烷體系萃取，分離有機相后用無水硫酸鈉干燥10分鐘，再次減壓蒸餾除去二氯甲烷得到粗品，再用石油醚/乙酸乙酯＝7:1(v/v)作為洗脫劑進行硅膠柱色譜法純化，得到黃色油狀中間體，產率為51％。1H NMR(600MHz,CDCl3,δ):6.98-7.11(m,10H),6.83-6.92(m,4H),6.52-6.63(m,4H),3.82-3.88(m,2H),1.67-1.76(m,2H),1.37-1.41(m,2H),1.24-1.29(m,8H),0.85-0.88(t,3H).B.向50mL的兩口燒瓶中加入0.174g(0.50mmol)的步驟A中得到的中間體和0.076g(0.55mmol)的無水碳酸鉀，再加入10mL的丙酮，攪拌均勻并加熱至60℃反應1小時，然后加
入0.118g(0.55mmol)的1,4-二溴丁烷，60℃反應12小時，反應完成后，減壓蒸餾除去丙酮，所得固體采用水/二氯甲烷體系萃取，分離有機相后用無水硫酸鈉干燥10分鐘，再次減壓蒸餾除去二氯甲烷得到粗品，再用石油醚/乙酸乙酯＝10:1(v/v)作為洗脫劑進行硅膠柱色譜法純化，得到黃色油狀中間體，產率為74％。1H NMR(600MHz,CDCl3,δ):7.00-7.12(m,10H),6.88-6.95(m,4H),6.59-6.65(m,4H),4.20-4.25(m,2H),3.84-3.93(m,4H),2.43-2.46(m,2H),1.81-1.86(m,4H),1.70-1.76(m,2H),1.38-1.43(m,2H),1.26-1.32(m,本文檔來自技高網...

【技術保護點】
具有聚集誘導發光性能的表面活性劑，其特征在于，結構如式(Ι)所示：

【技術特征摘要】
1.具有聚集誘導發光性能的表面活性劑，其特征在于，結構如式(Ι)所示：2.權利要求1所述的具有聚集誘導發光性能的表面活性劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)在惰性氣體保護下，向盛有溶劑的反應容器中加入式(ΙΙ)化合物、式(ΙΙΙ)化合物、氫化鈉，其中式(ΙΙ)化合物、式(ΙΙΙ)化合物、氫化鈉之間的摩爾比為1:0.5～1:0.5，在攪拌條件下加熱至50～70℃反應8～12小時，反應完成后，減壓蒸餾除去溶劑，所得固體采用水和二氯甲烷混合體系萃取，分離有機相后用無水硫酸鈉干燥，再次減壓蒸餾除去二氯甲烷得到粗品，再用硅膠柱色譜法進行純化，得到式(ΙV)中間體；(2)向盛有溶劑的反應容器中加入步驟(1)中得到的式(ΙV)中間體、無水碳酸鉀、式(V)化合物，其中式(ΙV)中間體、無水碳酸鉀、式(V)化合物之間的摩爾比為1:1.0～1.2:0.9～1.1，在攪拌條件下加熱至50～70℃反應12～15小時，反應完成后，減壓蒸餾除去溶劑，所得固體采用水和二氯甲烷混合體系萃取，分離有機相后用無水硫酸鈉干燥，再次減壓蒸餾除去二氯甲烷得到粗品，再用硅膠柱色...

【專利技術屬性】
技術研發人員：呂超，管偉江，周文娟，王思，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發明
國別省市：北京;11