本發(fā)明屬于有機(jī)材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酞嗪衍生物微米線或納米線的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

有機(jī)小分子凝膠是指有機(jī)小分子化合物在較低濃度下，通過分子間的弱相互作用力(氫鍵、π-π堆積、范德華力等)自組裝形成各種結(jié)構(gòu)，如纖維、條帶管狀等結(jié)構(gòu)，這些一維結(jié)構(gòu)進(jìn)一步纏繞而形成三維網(wǎng)絡(luò)聚集體，它能使溶液層次介于固體和液體之間的凝膠體系，從而形成類固體的軟物質(zhì)材料。由于它們的獨(dú)特結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)，使得它在采油、分子印跡、有機(jī)軟性材料、手性分離、光學(xué)傳感器、藥物釋放系統(tǒng)等方面具有很大的應(yīng)用前景。因此，對(duì)有機(jī)小分子凝膠的研究已成為材料科學(xué)和超分子化學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。近年來，關(guān)于有機(jī)小分子凝膠在軟物質(zhì)材料制備領(lǐng)域的研究方向很多，而凝膠分子的設(shè)計(jì)和選擇是非常關(guān)鍵的，盡管已有較多的研究報(bào)道了凝膠劑分子的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，但很多新的膠凝劑分子式通過修飾已有的膠凝劑分子來合成新型的膠凝分子的，目前常見的膠凝基元有酰胺類、脲類、脂肪酸類、氨基酸類、多肽類、有機(jī)鹽類、糖類、膽固醇類等。因此，發(fā)展新型膠凝劑仍然是該領(lǐng)域一個(gè)非常重要的研究方向，并且為制備功能軟物質(zhì)材料提供重要的工作基礎(chǔ)。

渦輪狀酞嗪類衍生物具有一個(gè)趨平面結(jié)構(gòu)和多個(gè)芳環(huán)結(jié)構(gòu)，由于其多具有多個(gè)芳環(huán)且以渦輪狀排列的結(jié)構(gòu)特征，因此分子內(nèi)和分子間存在較多的弱相互作用力π-π堆積，從而可以通過這種弱的相互作用力自組裝形成一維線狀結(jié)構(gòu)，這些一維線狀結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步纏繞形成三位網(wǎng)絡(luò)聚集體，這種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以在有機(jī)溶劑中形成凝膠，從而開發(fā)出了的新型膠凝劑，渦輪狀酞嗪類衍生物作為新型膠凝劑的開發(fā)為有機(jī)凝膠的發(fā)展提供了新的動(dòng)力，許多基于渦輪狀酞嗪類衍生物結(jié)構(gòu)的新型膠凝劑的發(fā)展，必將進(jìn)一步推動(dòng)有機(jī)小分子凝膠的快速發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種酞嗪衍生物微米線或納米線的制備方法及其應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種酞嗪衍生物微米線或納米線的制備方法，其步驟如下：將石油醚和乙酸乙酯的混合溶液加入濃度為0.1-0.4mg/mL的酞嗪衍生物的乙酸乙酯溶液中，超聲25～35min，靜置22～26h，得白色沉淀，經(jīng)掃描電鏡表征為相應(yīng)的酞嗪衍生物的微米線或納米線。

以對(duì)應(yīng)的酞嗪衍生物為原料，通過稀溶液沉淀結(jié)晶法在石油醚和乙酸乙酯混合溶液中制得。

所述石油醚和乙酸乙酯溶液的體積比為2:1到8:1。

所述酞嗪衍生物的結(jié)構(gòu)式如式Ⅰ所示：

其中R₁、R₂、R₃、R₄的結(jié)構(gòu)式分別獨(dú)立選自下述結(jié)構(gòu)式中的一種：

所述R₁＇、R₂＇、R₃＇分別獨(dú)立選自氫、鹵素、烷基、三氟甲基、羥基、烷氧基、硝基、酯基、胺基、酰胺基、烷酰氧基、氰基、芳基、烯基、鹵代芐氧基、鹵代芐胺基或鹵代苯氧基中的一種；

所述烷基為C1-C18的直鏈或支鏈烷基，碳環(huán)或雜環(huán)，取代或不取代的烷基，其中取代基為鹵素、羥基、羧基、硝基、氰基、取代的氨基、酰胺基、羧基、酯基、烷氧基、烷氨基烷酰氧基，芳基；

所述芳基為取代或不取代的芳環(huán)，取代或不取代的芳雜環(huán)；

所述芳環(huán)為苯環(huán)、萘環(huán)、蒽環(huán)、菲環(huán)、呋喃環(huán)或噻吩環(huán)；取代基為鹵素、甲基、三氟甲基、羥基、硝基、氨基、取代的氨基、羧基、酯基、烷氧基、烷酰氧基或氰基的苯環(huán)；

所述的酞嗪衍生物的合成方法，步驟如下：將鄰苯二甲酰肼、二亞芐叉丙酮在三氟甲磺酸為催化劑、乙腈為溶劑、溫度為20-80℃的條件下反應(yīng)2-72小時(shí)，經(jīng)柱層析分離制得渦輪狀酞嗪類衍生物；

所述鄰苯二甲酰肼與二亞芐叉丙酮的物質(zhì)的量之比為1:1～3；以鄰苯二甲酰肼的物質(zhì)的量為基準(zhǔn)，三氟甲磺酸的物質(zhì)的量為鄰苯二甲酰肼物質(zhì)的量的5％-40％；所述的反應(yīng)溫度為40-60℃；所述柱層析的洗脫劑石油醚和乙酸乙酯，所述石油醚與和乙酸乙酯體積比為12:1到2:1。

所述的酞嗪衍生物微米線或納米線酞嗪衍生物微米線或納米線的制備方法制得的酞嗪衍生物微米線或納米線作為有機(jī)小分子凝膠的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的酞嗪衍生物具有渦輪狀的三維結(jié)構(gòu)，含有多個(gè)芳香環(huán)體系，構(gòu)成酞嗪衍生物的單根微米或納米線，其組裝過程中涉及多級(jí)組裝，從分子層面的螺旋結(jié)構(gòu)到納米級(jí)別的囊泡、線團(tuán)結(jié)構(gòu)，再到微米級(jí)別的多孔棒狀結(jié)構(gòu)。該類微米或納米線對(duì)光響應(yīng)靈敏，在光電傳輸方面有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明的特點(diǎn)是：一方面開發(fā)出結(jié)構(gòu)多樣的新的自組裝結(jié)構(gòu)，另一面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)光響應(yīng)靈敏，在光電傳輸及有機(jī)小分子凝膠等方面有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了通過對(duì)酞嗪類衍生物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了新型有機(jī)小分子膠凝劑的開發(fā)，可通過對(duì)其結(jié)構(gòu)的改變實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)小分子凝膠的調(diào)控，且其結(jié)構(gòu)新穎，在軟物質(zhì)材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1微米線的SEM圖；

圖2為實(shí)施例2微米線的SEM圖；

圖3為實(shí)施例5納米線的SEM圖；

圖4為納米線纏繞而形成纖維狀三維網(wǎng)絡(luò)凝膠。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限制本發(fā)明的范圍，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的酞嗪衍生物微米線的制備方法如下：

取1.0mL酞嗪衍生物的乙酸乙酯溶液(4mg.mL^-1)轉(zhuǎn)移至10mL容量瓶中，隨后加入0.4286mL乙酸乙酯和8.5714mL石油醚，震蕩，超聲30分鐘后，得無色透明溶液，放置1小時(shí)后得白色沉淀，經(jīng)掃描電鏡表征其為直徑為2-6μm的微米線；本實(shí)施例的酞嗪衍生物的結(jié)構(gòu)式為：

制備方法如下：將16.2mg(0.1mmol)鄰苯二甲酰肼、46.9mg(0.2mmol)二亞芐基丙酮、1.3uL(15％equiv.)三氟甲磺酸、1mL的乙腈加入到反應(yīng)試管內(nèi)，20～80℃的條件下攪拌反應(yīng)48h。用柱層析分離得到目標(biāo)產(chǎn)物。¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.37–8.30(m,J＝7.6,1.2Hz,1H),8.24–8.17(m,J＝7.5,1.3Hz,1H),7.83–7.71(m,2H),7.14(d,J＝8.0Hz,2H),7.12–6.97(m,J＝19.6,15.2,8.1Hz,10H),6.92(d,J＝8.0Hz,4H),6.81(d,J＝16.0Hz,1H),5.91(d,J＝16.0Hz,1H),5.79(s,1H),3.88–3.78(m,1H),3.63(d,J＝10.0Hz,1H),3.54(t,J＝10.3Hz,1H),3.43–3.26(m,2H),2.31(s,3H),2.29(s,3H),2.27(s,3H),2.18(s,3H).

實(shí)施例2

本實(shí)施例的酞嗪衍生物微米線的制備方法如下：

取1.0000mL酞嗪衍生物的乙酸乙酯溶液(3.0000mg.mL^-1)轉(zhuǎn)移至10.0000mL容量瓶中，隨后加入0.4286mL乙酸乙酯和8.5714mL石油醚，震蕩，超聲30分鐘后，得無色透明溶液，放置1小時(shí)后得白色沉淀，經(jīng)掃描電鏡表征其為直徑為1.0-4.0μm的微米線；本實(shí)施例的酞嗪衍生物同實(shí)施例1。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的酞嗪衍生物微米線的制備方法如下：

取1.0000mL酞嗪衍生物的乙酸乙酯溶液(3.00mg.mL^-1)轉(zhuǎn)移至10.0000mL容量瓶中，隨后加入0.6667mL乙酸乙酯和8.3333mL石油醚，震蕩，超聲30分鐘后，得無色透明溶液，放置1小時(shí)后得白色沉淀，經(jīng)掃描電鏡表征其為直徑為0.5-2.0μm的微米線；本實(shí)施例的酞嗪衍生物同實(shí)施例1。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的酞嗪衍生物微米線的制備方法如下：

取1.0000mL酞嗪衍生物的乙酸乙酯溶液(2.0000mg.mL^-1)轉(zhuǎn)移至10.0000mL容量瓶中，隨后加入0.6667mL乙酸乙酯和8.3333mL石油醚，震蕩，超聲30分鐘后，得無色透明溶液，放置12小時(shí)后得白色沉淀，經(jīng)掃描電鏡表征其為直徑為0.30-1.0μm的微米線；本實(shí)施例的酞嗪衍生物同實(shí)施例1。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的酞嗪衍生物納米線的制備方法如下：

取1.0000mL酞嗪衍生物的乙酸乙酯溶液(3.0000mg.mL^-1)轉(zhuǎn)移至10.0000mL容量瓶中，隨后加入1.5000mL乙酸乙酯和7.5000mL石油醚，震蕩，超聲30分鐘后，得無色透明溶液，放置24小時(shí)后，取液體滴到硅片上，經(jīng)掃描電鏡表征其為直徑為200-500nm的納米線；本實(shí)施例的酞嗪衍生物同實(shí)施例1。

實(shí)施例6

本實(shí)施例的酞嗪衍生物納米線的制備方法如下：

取1.0000mL酞嗪衍生物的乙酸乙酯溶液(3.0000mg.mL^-1)轉(zhuǎn)移至10.0000mL容量瓶中，隨后加入2.3333mL乙酸乙酯和6.6667mL石油醚，震蕩，超聲30分鐘后，得無色透明溶液，放置48小時(shí)后，取液體滴到硅片上，經(jīng)掃描電鏡表征其為直徑為200-600nm的納米線纏繞而形成纖維狀三維網(wǎng)絡(luò)凝膠體系；本實(shí)施例的酞嗪衍生物同實(shí)施例1。

實(shí)施例7

本實(shí)施例的酞嗪衍生物納米線的制備方法如下：

取1.0000mL酞嗪衍生物的乙酸乙酯溶液(2.0000mg.mL^-1)轉(zhuǎn)移至10mL容量瓶中，隨后加入1.5000mL乙酸乙酯和7.5000mL石油醚，震蕩，超聲30分鐘后，得無色透明溶液，放置72小時(shí)后，取液體滴到硅片上，經(jīng)掃描電鏡表征其為直徑為100-300nm的納米線纏繞而形成纖維狀三維網(wǎng)絡(luò)凝膠體系，如圖1所示；本實(shí)施例的酞嗪衍生物同實(shí)施例1。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。